"Абелевы универсальные алгебры"
Содержание
Введение
1. Основные определения, обозначения и используемые результаты
2. Свойства централизаторов конгруэнции универсальных алгебр
3. Формационные свойства нильпотентных алгебр
4. Классы абелевых алгебр и их свойства
Заключение
Список литературы
Введение
Теория формаций алгебраических систем, как самостоятельное направление современной алгебры, начало развиваться сравнительно недавно, в конце 60-х годов прошлого столетия. Отметим, что за последующие четыре десятилетия в таких классических областях исследования, как группы, кольца, алгебры Ли, мультикольца и т.д. формационные методы получили довольно широкое развитие. В теории же универсальных алгебр формационные методы не находят такого широкого применения, что, в первую очередь, связано со сложностью самого объекта исследований. Поэтому получение новых результатов, касающихся формационных свойств универсальных алгебр, представляет несомненный интерес. Именно этой задаче посвящается настоящая . Здесь на основе определения централизатора конгруэнции, введенного Смитом , дается определение абелевои алгебры и доказывается основной результат, что класс всех универсальных абелевых алгебр из мальцевского многообразия образует наследственную формацию. Также рассматривается и свойства абелевых универсальных алгебр.
Перейдем к краткому изложению результатов курсовой работы, которая включает в себя введение, четыре параграфа и список цитируемой литературы из восьми наименований.
1 является вспомогательным. Здесь приводятся основные определения, обозначения и результаты, используемые в дальнейшем.
2, 3 носят ивный характер. Здесь подробно с доказательствами на основании результатов работ [1] и [2] излагается теория централизаторов конгруэнции универсальных алгебр и рассматриваются формационные свойства нильпотентных алгебр работы[3]. Сразу же отметим, что все рассматриваемые универсальные алгебры принадлежат фиксированому мальцевскому многообразию.
В
4, который является основным, на основании результатов
3 вводится понятие абелевой алгебры. Используя методы исследования работы [1] доказывается следующий основной результат: класс всех универсальных абелевых алгебр из мальцевского многообразия образует наследственную формацию.
1 О
сновные определения, обозначения и используемые результаты
Приведем определения основных понятий, используемых в данной работе из источников [1] и[2]. Для введения понятия алгебы необходимо сначала определить
-арные операции.
Определение 1.1.
Если
– непустое множество и
, то
-арной операцией
на множестве
назовем отображение прямого произведения
в
. Рассматриваются и
-арные операции, которые по определению, отмечают некоторый элемент из .
Определение 1.2.
Пара
, где
– непустое множество, а
(возможно, пустое) множество операций на
, называется универсальной алгеброй
или, короче, алгеброй
.
Совокупность операций (или опрерационных символов)
будем называть сигнатурой
. Часто, при введении алгебры, указывают только множество
и не указывают сигнатуру.
Элемент алгебры
отмечаемый
-арной операцией
. будем обозначать через .
Определение 1.3.
Подмножество
называется подалгеброй
, если
для всякой
-арной операции
,
а если
и
–
-арная операция из
, то
Определение 1.4.
Если
,
– алгебры сигнатуры
, то прямое произведение
становиться алгеброй той же сигнатуры, если для каждой
-арной операции
положить
а для
-арной операции
, где
, –
Возникающая таким образом алгебра
называется прямым произведением
алгебр
.
Приведем некоторые определения из
Определение 1.5.
Отображение
из алгебры
в алгебру
называется гомоморфизмом
, если для любых элементов
и любой
-арной операции
(
) справедливо равенство
Если же
– нульарная операция, то полагаем
Взаимнооднозначный гомоморфизм алгебры
на
называется изоморфизмом
и обозначается
. Гомоморфизм алгебры
в себя называется эндоморфизмом
алгебры
. Изоморфизм алгебры в себя называется ее автоморфизмом
.
Определение 1.6.
Конгруэнцией
на алгебре
называется всякая подалгебра
прямого квадрата
, обладающая следующими свойствами:
1) (рефлексивность
):
для всех
;
2) (симметричность
): если
, то
;
3) (транзитивность
): если
и
, то
.
Отметим, что условия 1) – 3) означают, что
– эквивалентностъ
на множестве
.
Определение 1.7.
Пусть
– гомоморфизм алгебры
в
. Ядром гомоморфизма
называется подмножество
В работе [3] приводятся следующие теоремы об изоморфизмах
Теорема
1
Ядро гомоморфизма является конгруэнцией.
Определение 1.8.
Если
– конгруэнция на алгебре
и
, то множество
называется классом конгруэнции
. Множество всех классов конгруэнции
обозначают через
. При этом для каждой
-арной операции
считают
, а для
-арной операции
, где
, –
. Получившуюся алгебру называют фактор-алгеброй
алгебры
по конгруэнции
.
Теорема Первая теорема об изоморфизмах
2
Если
– гомоморфизм алгебры
в
, то
Теорема Вторая теорема об изоморфизмах
3
Пусть
конгруэнция на алгебре
,
– подалгебра алгебры
. Тогда
Определение 1.9.
Если
,
– конгруэнции на алгебре
и
содержится в
, то обозначим
и назовем фактором алгебры
или фактором на
.
Теорема Третья теорема об изоморфизмах
4
Пусть
– фактор на алгебре
. Тогда
Определение 1.10.
Если
и
– конгруэнции алгебры
, то полагают
Теорема
5
Произведение двух конгруэнции является конгруэнцией тогда и только тогда, когда они перестановочны.
Определение 1.11.
Класс алгебраических систем
называется формацией
, если выполняются следующие условия:
1) каждый гомоморфный образ любой
-системы принадлежит
;
2) всякое конечное поддекартово произведение
-систем принадлежит
.
Определение 1.12.
Формальное выражение
, где
и
– слова сигнатуры
в счетном алфавите
, называется тождеством
сигнатуры
. Скажем, что в алгебре
выполнено тождество
, если после замены букв любыми элементами алгебры
и осуществления входящих в слова
и
операций слева и справа получается один и тот же элемент алгебры
, т.е. для любых
в алгебре
имеет место равенство
Определение 1.13.
Класс
алгебр сигнатуры
называется многообразием, если существует множество
тождеств сигнатуры
такое, что алгебра сигнатуры
принадлежит классу
тогда и только тогда, когда в ней выполняются все тождества из множества
. Многообразие называется мальцевским
, если оно состоит из алгебр, в которых все конгруэнции перестановочны.
2.
Свойства централизаторов конгруэнции универсальных алгебр
Напомним, что класс
алгебр сигнатуры
называется многообразием
, если существует множество
тождеств сигнатуры
такое, что алгебра сигнатуры
принадлежит классу
тогда и только тогда, когда в ней выполняются все тождества из множества .
Многообразие называется мальцевским
, если оно состоит из алгебр, в которых все конгруэнции перестановочны.
Все алгебры считаются принадлежащими некоторому фиксированному мальцевcкому многообразию. Используются стандартные обозначения и определения из[2].
В данной работе конгруэнции произвольной алгебры будем обозначать греческими буквами.
Если
– конгруэнция на алгебре
, то
смежный класс алгебры
по конгруэнции
.
или
– диагональ алгебры .
Для произвольных конгруэнции
и
на алгебре
будем обозначать
множество всех конгруэнции на алгебре
таких, что
тогда и только тогда, когда
Так как
, то множество
не пусто.
Следующее определение дается в работе[2].
Определение 2.1.
Пусть
и
– конгруэнции на алгебре
. Тогда
централизует
(записывается:
), если на
существует такая конгруэнция
, что:
1) из
всегда следует
2) для любого элемента
всегда выполняется
3) если
то
Под термином «алгебра» в дальнейшем будем понимать универсальную алгебру. Все рассматриваемые алгебры предполагаются входящими в фиксированное мальцевское многообразие
.
Следующие свойства централизуемости, полученные Смитом[3], сформулируем в виде леммы.
Лемма 2.1.
Пусть
. Тогда:
1) существует единственная конгруэнция
, удовлетворяющая определению 2.1;
2)
;
3) если
то
Из леммы 2.1. и леммы Цорна следует, что для произвольной конгруэнции
на алгебре
всегда существует наибольшая конгруэнция, централизующая
. Она называется централизатором
конгруэнции
в
и обозначается
.
В частности, если
, то централизатор
в
будем обозначать .
Лемма 2.2.
Пусть
,
– конгруэнции на алгебре
,
,
,
. Тогда справедливы следующие утверждения:
1)
;
2)
, где
;
3) если выполняется одно из следующих отношений:
4) из
всегда следует
Доказательство:
1) Очевидно, что
– конгруэнция на
, удовлетворяющая определению 2.1. В силу пункта 1) леммы 2.1. и
.
2)
– конгруэнция на
, удовлетворяющая определению 2.1. Значит
3) Пусть
. Тогда
Применим к последним трем соотношениям мальцевский оператор
такой, что
Тогда получим
т.е.
Аналогичным образом показываются остальные случаи из пункта 3).
4) Пусть
Тогда справедливы следующие соотношения:
Следовательно,
где
– мальцевский оператор.
Тогда
то есть
.
Так как
то
.
Таким образом
. Лемма доказана.
Следующий результат оказывается полезным при доказательстве последующих результатов.
Лемма. 2.3.
Любая подалгебра алгебры
, содержащая диагональ
, является конгруэнцией на алгебре
.
Доказательство:
Пусть
Тогда из
следует, что
Аналогичным образом из
получаем, что
Итак,
симметрично и транзитивно. Лемма доказана.
Доказательство следующего результата работы [1] содержит пробел, поэтому докажем его.
Лемма 2.4.
Пусть
. Тогда
для любой конгруэнции
на алгебре .
Доказательство:
Обозначим
и определим на алгебре
бинарное отношение
следующим образом:
тогда и только тогда, когда
где
Используя лемму 2.3, нетрудно показать, что
– конгруэнция на алгебре
, причем
Пусть
то есть
Тогда
и, значит
Пусть, наконец, имеет место
Тогда справедливы следующие соотношения:
применяя мальцевчкий оператор
к этим трем соотношениям, получаем
Из леммы 2.2 следует, что
Так как
то
Значит,
Но
, следовательно,
.
Итак,
и удовлетворяет определению 2.1. Лемма доказана.
Лемма 2.5.
Пусть
,
– конгруэнции на алгебре
,
и
– изоморфизм, определенный на .
Тогда для любого элемента
отображение
определяет изоморфизм алгебры
на алгебру
, при котором .
В частности,
.
Доказательство.
Очевидно, что
– изоморфизм алгебры
на алгебру
, при котором конгруэнции
,
изоморфны соответственно конгруэнциям
и .
Так как
то определена конгруэнция
удовлетворяющая определению 2.1.
Изоморфизм
алгебры
на алгебру
индуцирует в свою очередь изоморфизм
алгебры
на алгебру
такой, что
для любых элементов
и
, принадлежащих
. Но тогда легко проверить, что
– конгруэнция на алгебре
, изоморфная конгруэнции .
Это и означает, что
Лемма доказана.
Определение 2.2.
Если
и
– факторы на алгебре
такие, что
то конгруэнцию
обозначим через
и назовем централизатором фактора
в
.
Напомним, что факторы
и
назыавются перспективными
, если либо
либо
Докажем основные свойства централизаторов конгруэнции.
Теорема
6
Пусть
,
,
,
– конгруэнции на алгебре
. Тогда:
1) если
, то
2) если
, то
3) если
,
и факторы
,
перспективны, то
4) если
– конгруэнции на
и
, то
где
,
.
Доказательство.
1) Так как конгруэнция
централизует любую конгруэнцию и
, то
2) Из первого пункта лемы 2.2 следует, что
а в силу леммы 2.4 получаем, что
Пусть
– изоморфизм
. Обозначим
По лемме 2.5
, а по определению
Следовательно,
3) Очевидно, достаточно показать, что для любых двух конгруэнции
и
на алгебре
имеет место равенство
Покажем вналале, что
Обозначим
. Тогда, согласно определению 2.1. на алгебре
существует такая конгруэнция
, что выполняются следующие свойства:
а) если
, то
б) для любого элемента
,
в) если
то
Построим бинарное отношение
на алгебре
следующим образом:
тогда и только тогда, когда
и
Покажем, что
– конгруэнция на
. Пусть
для
. Тогда
и
Так как
– конгруэнция, то для любой
-арной операции
имеем
Очевидно, что
и
Следовательно,
Очевидно, что для любой пары
Значит,
Итак, по лемме 2.3,
– конгруэнция на
. Покажем теперь, что
удовлетворяет определению 2.1, то есть
централизует
. Пусть
Тогда
Так как
,
и
, то
. Следовательно,
удовлетворяет определению 2.1.
Если
, то
значит,
Пусть, наконец, имеет место (1) и
Тогда
Так как
и
, то
, следовательно,
. Из (2) следует, что
, а по условию
. Значит,
и поэтому
Тем самым показано, что конгруэнция
удовлетворяет определению 2.1, то есть
централизует
.
Докажем обратное включение. Пусть
Тогда на алгебре
определена конгруэнция
удовлетворяющая определению 2.1. Построим бинарное отношение
на алгебре
следующим образом:
тогда и только тогда, когда
и
,
.
Аналогично, как и выше, нетрудно показать, что
– конгруэнция на алгебре
. Заметим, что из доказанного включения в одну сторону следует, что
. Покажем поэтому, что
централизует .
Так как
то
то есть
удовлетворяет условию 1) определения 2.1.
Если
, то
следовательно,
Пусть имеет место (3) и
.
Так как
то
Из (4) следует, что
, следовательно,
то есть
На основании леммы 2.2 заключаем, что
Следовательно,
.
А так как
, то
, то есть
4) Обозначим
. Пусть
и удовлоетворяет определению 2.1.
Определим бинарное отношение
на
следующим образом
тогда и только тогда, когда
Аналогично, как и выше, нетрудно показать, что
– конгруэнция, удовлетворяющая определению 2.1.
Это и означает, что
Теорема доказана.
Как следствия, из доказанной теоремы получаем аналогичные свойства централизаторов в группах и мультикольцах.
3. Формационные свойства нильпотентных алгебр
Как уже отмечалось, все алгебры считаются принадлежащими некоторому фиксированному мальцевскому многообразию и используются стандартные обозначения и определения из[1].
Напомним, что для
и
– конгруэнции на алгебре
– говорят, что
централизует
(записывается:
), если на
существует такая конгруэнция
, что:
1) из
всегда следует
2) для любого элемента
всегда выполняется
3) если
, то
Очевидно, что для любой конгруэнции
на алгебре
конгруэнция
централизует
. В этом случае .
Заметим, что если
и
– конгруэнции на группе
и
, то для нормальных подгрупп
и
группы
и любых элементов
,
имеют место следующие соотношения:
Тогда
и в силу транзитивности
из этих соотношений следует, что
По определению 2.1 получаем, что
Следующее определение центральности принадлежит Смиту .
Определение 3.1.
, если существует такая
, что для любого
,
Докажем, что определение 2.1. эквивалентно определению 3.1.
означает условие 1) из определения 2.1. И наоборот, условие 1) означает, что
.
Пусть
и
– конгруэнции, удовлетворяющие определению 2.1. Из условия 2) следует, что для любого элемента
,
Докажем обратное включение.
Пусть
. Так как
, то из условия 2) следует, что
В силу транзитивности
имеем
и, значит, в силу условия 3)
. Итак
Покажем, что из определения 3.1. следуют условия 2) и 3) определения 2.1. Если
, то
Это означает
.
Для
получаем, что
откуда
.
Согласно работе
Определение 3.2.
Алгебра
называется нильпотентной
, если существует такой ряд конгруэнции
называемый центральным
, что
Лемма 3.1.
Любая подалгебра нильпотентной алгебры нильпотентна.
Доказательство:
Пусть
– подалгебра нильпотентной алгебры
. Так как
обладает центральным рядом
то для любого
на алгебре
существует конгруэнция
удовлетворяющая определению 2.1. А именно, из
всегда следует
и
1) для любого элемента
всегда выполняется
2) если
и
то
Заметим, что в дальнейшем, для сокращения записи, будем учитывать тот факт, что
тогда и только тогда, когда
Построим следующий ряд конгруэнции на алгебре
:
где
Покажем, что этот ряд является центральным. Для этого на алгебре
для любого
определим бинарное отношение
следующим образом:
тогда и только тогда, когда
Покажем, что
– конгруэнция на алгебре
. Пусть
Тогда
и для любой
-арной операции
имеем
Следовательно,
Итак,
– подалгебра алгебры
.
Очевидно, что для любого элемента
имеет место
Таким образом, согласно лемме 2.3,
– конгруэнция на алгебре
.
Пусть
Тогда
и так как
, то
Если
, то
и, значит,
т.е.
Пусть, наконец,
Тогда
и так как
Следовательно,
Итак, конгруэнция
удовлетворяет определению 2.1. для любого
. Лемма доказана.
Лемма 3.2.
Пусть
и
– конгруэнции на алгебре
,
и
– изоморфизм, определенный на алгебре
.
Тогда для любого элемента
отображение
определяет изоморфизм алгебры
на алгебру
, при котором
Доказательство:
Очевидно, что
– изоморфизм алгебры
на алгебру
, при котором конгруэнции
и
изоморфны соответственно конгруэнциям
и .
Так как
, то существует конгруэнция
на алгебре
, удовлетворяющая определению 2.1. Изоморфизм
алебры
на алгебру
индуцирует в свою очередь изоморфизм
алгебры
на алгебру такой, что
для любых элементов
,
.
Но тогда легко проверить, что
– конгруэнция на алгебре
изоморфная конгруэнции
. Это и означает, что
Лемма доказана.
Лемма 3.3.
Фактор-алгебра нильпотентной алгебры нильпотентна.
Доказательство:
Пусть
центральный ряд алгебры
. Покажем, что для любой конгруэнции
на алгебре
ряд
является центральным, т.е.
для любого
. В силу известных теорем об изоморфизмах для алгебр (см., например, теоремы II.3.7, II.3.11 ) и леммы 3.2., достаточно показать, что
Пусть
– конгруэнция на алгебре
, удовлетворяющая определению 2.1. Определим бинарное отношение
на алгебре
следующим образом
тогда и только тогда, когда найдутся такие элементы
, что
и
Непосредственной проверкой убеждаемся, что
– конгруэнция на алгебре
.
Таким образом осталось показать, что
удовлетворяет определению 2.1.
Пусть
тогда из соотношения
следует, что
Так как
то
. Итак,
Пусть
. Тогда для некоторого элемента
,
и .
Таким образом,
следовательно,
Так как
, то это означает, что
Пусть
где
Покажем, что
. В силу определения
найдутся
, что
и
При этом имеют место следующие соотношения:
Следовательно,
Но тогда по определению 3.2.
А так как
, то
Теперь из того, что
следует, что
Лемма доказана.
Доказательство следующего результата осуществляется простой проверкой.
Лемма 3.4.
Пусть
– конгруэнция на алгебре
,
. Пологая
тогда и только тогда, когда
для любого
, получаем конгруэнцию
на алгебре .
Лемма 3.5.
Прямое произведение конечного числа нильпотентных алгебр нильпотентно.
Доказательство:
Очевидно, достаточно показать, что если
,
и
– нильпотентные алгебры, то
– нильпотентная алгебра.
Пусть
центральные ряды алгебр
и
соответственно. Если
, то, уплотнив первый ряд повторяющимися членами, получим центральный ряд алгебры
длины
. Таким образом, можно считать, что эти ряды имеют одинаковую длину, равную .
Построим теперь ряд конгруэнции на алгебре
следующим образом:
где
тогда и только тогда, когда
,
, .
Покажем, что последний ряд является центральным, т.е.
для произвольного
. Так как
то на алгебрах
и
соответственно заданы конгруэнци
и
, удовлетворяющие определению 2.1.
Определим бинарное отношение
на алгебре
следующим образом:
и только тогда, когда
и
Легко непосредственной проверкой убедиться, что
– конгруэнция на алгебре
. Осталось показать, что
удовлетворяет определению 2.1.
Пусть имеет место
Тогда согласно введенному определению
и
откуда следует, что
т.е.
Пусть
Это означает
Но тогда
и
Следовательно,
Пусть имеет место
Это означает, что
и
Значит,
и
, т.е.
. Лемма, доказана.
Как известно, наследственной формацией называется класс алгебр, замкнутых относительно фактор-алгебр, подпрямых произведений и относительно подалгебр.
Результаты, полученные в леммах 3.1, 3.3, 3.5 можно сформулировать в виде следующей теоремы.
Теорема
7
Класс всех нильпотентных алгебр мальцевского многообразия является наследственной формацией.
Определение 3.3.
-арная группа
называется нильпотентной
, если она обладает таким нормальным рядом
что
и
для любого
.
Так как конгруэнции на
-арных группах попарно перестановочны (смотри, например, ), то это дает возможность использовать полученные результаты в исследовании таких групп.
Лемма 3.6.
Пусть
–
-арная группа.
и
– нормальные подгруппы группы
и .
Тогда
, где
и
конгруэнции, индуцированные соответственно подгруппами
и
на группе .
Доказательство:
Подгруппы
и
индуцируют на группе
конгруэнции
и
, определяемые следующим образом:
–
-арная операция.
Определим на
бинарное отношение
следующим образом:
тогда и только тогда, когда существуют такие последовательности элементов
и
из
и
соответственно, что
Покажем, что
– подалгебра алгебры
. Для сокращения записи будем в дальнейшем опускать
-арный оператор .
Пусть
Так как
, то
Так как
, то
Поэтому в силу того, что
,
Итак,
– подалгебра алгебры
.
Пусть
– нейтральная последовательность группы
, а, следовательно, и группы
. Тогда из определения бинарного отношения
следует, что
Тем самым доказало, что
– конгруэнция на
.
Тo, что
удовлетворяет определению 2.1, очевидно. Лемма доказана.
Лемма 3.7.
Пусть
– нильпотентная
-арная группа. Тогда
удовлетворяет определению 2.1.
Доказательство:
Так как
для любого
, то
индуцирует конгруэнцию
на
. Таким образом
обладает рядом конгруэнции, который в силу леммы 3.6 будет являться центральным. Лемма доказана.
В частности, для произвольной бинарной группы
отсюда следует, что
нильпотентна тогда и только тогда, когда,
удовлетворяет определению 3.2. В этом случае теорема 3.2 просто констатируе тот факт, что класс всех нильпотентных групп образует наследственную формацию.
4. Классы абелевых алгебр и их свойства
Как уже было отмечено в параграфе 3, алгебра
называется нильпотентной
, если существует такой ряд конгруэнций
называемый центральным, что
для любого
.
Определение 4.1.
В случае, если для нильпотентной алгебры
в центральном ряде
, то есть если для нее
, то алгебра
называется, абелевой
.
Лемма 4.1.
Любая подалгебра абелевой алгебры абелева.
Доказательство:
Пусть
подалгебра абелевой алгебры
.
Так как по определению
, то на
существует такая конгруэнция
, что:
1) из
всегда следует
2) для любого элемента
всегда выполняется
3) если
то
Рассмотрим конгруэнцию
Действительно, если
для
, то
и для любой
-арной опеации
имеем
Но поскольку
подалгебра алгебры
, получаем
Значит,
подалгебра алгебры
.
Очевидно, что для любого элемента
имеет место
Таким образом,
конгруэнция ня алгебре
.
Пусть
тогда
то
Если
, то
и, значит,
т.е.
Пусть, наконец,
Тогда
и значит
.
Итак, конгруэнция
удовлетворяет определению 2.1. Лемма доказана.
Лемма 4.2.
Фактор-алгебра абелевой алгебры абелева.
Доказательство:
Пусть алгебра
– абелева, то есть
. Покажем, что для любой конгруэнции
на
выполняется
Пусть
– конгруэнция на алгебре
, удовлетворяющая определению 2.1.
Определим бинарное отношение
на алгебре
следующим образом:
тогда и только тогда, когда найдуться такие элементы
,
,
,
, что
и
Непосредственной проверкой убеждаемся, что
– конгруэнция на алгебре
.
Таким образом осталось показать, что
удовлетворяет определению 2.1. Пусть
тогда
Пусть
Тогда
, и по определению 2.1
При этом
и
. Согласно нашим обозначениям получаем, что
Пусть
Тогда найдутся
, что
и
При этом
Следовательно,
Но тогда по определению 3.1.
. А так как
, то
Теперь из того, что
следует, что
Лемма доказана.
Лемма 4.3.
Прямое произведение конечного числа абелевых алгебр абелево.
Доказательство:
Очевидно, достаточно показать, что если
,
и
– абелевы алгебры, то
– абелева алгебра.
Пусть
и
. Это означает, что на алгебрах
и
заданы cоответсвенно конгруэнции
и
удовлетворяющие определению 2.1.
Определим бинарное отношение
на алгебре
следующим образом:
тогда и только тогда, когда
и
Непосредственной проверкой убеждаемся, что
– конгруэнция на алгебре
.
Таким образом осталось показать, что
удовлетворяет определению 2.1.
Пусть
тогда
Пусть
. Это означает, что
и
. Но тогда
и
Следовательно,
Пусть
тогда
и
Это означает, что
и
. Таким образом
Лемма доказана.
Результаты, полученные в леммах 4.1, 4.2, 4.3 можно теперь сформулировать в виде следующей теоремы.
Теорема
8
Класс всех абелевых алгебр мальцевского многообразия является наследственной формацией.
Пусть
– конгруэнция на алгебре
.
– подалгебра алгебры
,
и
. Тогда введем новое обозначение
Лемма 4.4.
Пусть определено множество
. Тогда
– конгруэнция на
,
Доказательство:
Так как
, то для любого элемента
всегда найдется такой элемент
, что
. Следовательно,
где
.
Таким образом
.
Пусть теперь
,
. Тогда
где
. Следовательно, для любой
-арной операции
получаем
Теперь, поскольку
, то по лемме 3.2
– конгруэнция на
.
Пусть
. Тогда, очевидно,
т.е.
. Так как
то
Покажем теперь, что
. Допустим противное. Тогда найдется такая пара
, что
и
. Из определения
следует, что существует такая пара , что
Так как
то применяя мальцевский оператор
получаем
Из леммы 2.2. теперь следует, что
.
Итак,
. Лемма доказана.
Подалгебра
алгебры
называется нормальной в
, если
является смежным классом по некоторой конгруэнции алгебры .
Лемма 4.5.
Любая подалгебра абелевой алгебры является нормальной.
Доказательство:
Пусть
– подалгебра абелевой алгебры
. Так как
, то по лемме 4.4. на
существует такая конгруэнция
, что
Лемма доказана.
Заключение
Таким образом, в данной работе мы подробно с доказательствами на основании результатов работ [3] и [4] изложили теорию централизаторов конгруэнции универсальных алгебр и рассматрели формационные свойства нильпотентных алгебр работы[2], на основании результатов
3 ввели понятие абелевой алгебры. Используя методы исследования работы [1] доказали следующий основной результат: класс всех универсальных абелевых алгебр из мальцевского многообразия образует наследственную формацию.
Список литературы
Скорняков, Л.А., Элементы общей алгебры. – М.: Наука, 1983. – 272 с.
Шеметков Л.А., Скиба А.Н., Формации алгебраических систем. – М.: Наука, 1989. – 256 с.
Smith J.D. Mal'cev Varieties // Lect. Notes Math. 1976. V.554.
Русаков С.А., Алгебраические
-арные системы. Минск, 1987. – 120 с.
Кон П., Универсальная алгебра. М.:Мир, 1968.–351 с.
Ходалевич А.Д., Свойства централизаторов конгруэнции универсальных алгебр // Вопросы алгебры. – 1996.–Вып.10 с. 144–152
Ходалевич А.Д. Формационные свойства нильпотентных алгебр // Вопросы алгебры. – 1992. – Вып.7.–с. 76–85
|